JP2000211330A - ト―ションビ―ム式サスペンション装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、トーションビーム式サスペンショ
ン装置に関し、簡素な構成でトーションビームの耐久性
の向上を図ることを目的とする。 【解決手段】 トーションビーム２４は、Ｕ字型の断面
形状を有しており、その中央部における断面形状の開口
部がトレーリングアーム１２，１４との連結部における
断面形状の開口部に比して小さなエッジ間距離ｄを有す
るように構成されている。かかる構成において、トーシ
ョンビーム２４の捩り剛性は、その中央部において低
く、トレーリングアーム１２，１４との連結部において
高くなる。このため、トーションビーム２４に捩り変形
が生じると、トーションビーム２４の中央部において応
力が作用し易くなり、連結部に作用する応力が抑制され
る。従って、トーションビーム２４の疲労強度が高く維
持されることで、トーションビーム２４の耐久性の向上
が図られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、トーションビーム
式サスペンション装置に係り、特に、トーションビーム
の耐久性の向上を図るうえで好適なトーションビーム式
サスペンション装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、例えば特開平５−６９７１３
号に開示される如く、車両の後輪用のサスペンション装
置として用いられるトーションビーム式サスペンション
装置が知られている。このトーションビーム式サスペン
ション装置は、左右の後輪に取付けられた一対のトレー
リングアームと、これらのトレーリングアームを相互に
連結するトーションビームとを備えている。トレーリン
グアームは、前端において車体に揺動可能に連結され、
後端において車輪を支持する構成を有している。また、
トーションビームは、Ｕ字型の断面形状を有しており、
所定の捩り剛性が生じるように構成されている。上記の
装置において、左右輪が互いに逆相側にストロークした
場合、トーションビームに捩り変形が生ずることで、車
体の振動が吸収される。従って、上記従来の装置によれ
ば、優れた車両安定性を実現することができる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来の
装置において、トーションビームに捩り変形が生ずる場
合、トーションビームには、その中央部において大きな
応力は作用せず、トレーリングアームとの連結部におい
て大きな応力が作用する。大きな応力が作用すると、か
かる部位から亀裂が生じ易くなる。このため、上記従来
の装置では、トーションビームの端部が中央部に比して
疲労強度の低い部位になることで、優れた耐久性を実現
することができない。従って、トーションビームに優れ
た耐久性を付与するためには、その端部に作用する応力
を抑制する必要がある。

【０００４】本発明は、上述の点に鑑みてなされたもの
であり、トーションビームに優れた耐久性を付与するこ
とが可能なトーションビーム式サスペンション装置を提
供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の目的は、請求項１
に記載する如く、開放断面形状を有するトーションビー
ムを備えるトーションビーム式サスペンション装置にお
いて、前記トーションビームの疲労強度が高い部位にお
ける前記開放断面形状の開口幅を、前記トーションビー
ムの疲労強度が低い部位における前記開放断面形状の開
口幅に比して小さくしたことを特徴とするトーションビ
ーム式サスペンション装置により達成される。

【０００６】本発明において、トーションビームは、そ
の疲労強度が高い部位における開放断面形状の開口幅
が、疲労強度が低い部位における開放断面形状の開口幅
に比して小さくなるように構成されている。疲労強度が
高い部位の断面形状の開口幅が小さくなると、捩り剛性
が低下し、かかる部位では応力が作用し易くなる。かか
る構成において、トーションビームに捩り変形が生ずる
と、疲労強度の高い部位において応力が作用し易くなる
ことにより、疲労強度の低い部位に作用する応力が抑制
される。従って、本発明によれば、トーションビームの
断面形状の開口幅を軸方向の位置によって変化させるこ
とで、トーションビームの耐久性の向上を図ることがで
きる。

【０００７】また、上記の目的は、請求項２に記載する
如く、左右の車輪を支持する一対のトレーリングアーム
と、前記一対のトレーリングアームを互いに連結し、開
放断面形状を有するトーションビームと、を備えるトー
ションビーム式サスペンション装置において、前記トー
ションビームの中央部における前記開放断面形状の開口
幅を、前記トーションビームの、前記トレーリングアー
ムとの連結部における開口幅に比して小さくしたことを
特徴とするトーションビーム式サスペンション装置によ
り達成される。

【０００８】本発明において、トーションビームは、そ
の中央部における開放断面形状の開口幅が、トレーリン
グアームとの連結部における開放断面形状の開口幅に比
して小さくなるように構成されている。車輪の逆相側の
ストロークに伴うトレーリングアームの揺動によってト
ーションビームに捩り変形が生ずる場合、連結部には大
きな応力が作用し得る。しかし、上記の構成によれば、
トーションビームの中央部における捩り剛性の低下によ
って、かかる部位の応力が作用し易くなることで、トー
ションビームの、トレーリングアームとの連結部に作用
する応力を抑制することができる。従って、本発明によ
れば、トーションビームの断面形状の開口幅を軸方向の
位置によって変化させることで、トーションビームの耐
久性の向上を図ることができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の第１実施例であ
るトーションビーム式サスペンション装置（以下、単
に、サスペンション装置と称す）１０の平面図を示す。
尚、図１において、サスペンション装置１０は、上方が
車両の前方となるように車両に取付けられている。

【００１０】サスペンション装置１０は、車両の前後方
向に延在する一対のトレーリングアーム１２，１４を備
えている。トレーリングアーム１２，１４は、前端部に
おいて、ジョイント１６，１８を介して車体に対して上
下に揺動可能に連結されている。また、トレーリングア
ーム１２，１４は、それぞれ、後端部において、アクス
ル２０，２２を介して車輪を回転可能に支持している。

【００１１】トレーリングアーム１２と１４との間に
は、それらを互いに連結するトーションビーム２４が配
設されている。トーションビーム２４は、トレーリング
アーム１２，１４に対して溶接等により固定されてい
る。トーションビーム２４とトレーリングアーム１２，
１４との連結部には、それぞれ補強部材２６，２８が設
けられている。かかる構成において、トーションビーム
２４の両端部の、トレーリングアームへの連結強度が強
化されている。尚、トレーリングアーム１２，１４およ
びトーションビーム２４は、共に鋼材により構成された
部材である。

【００１２】図２は、図１に示す直線III −III に沿っ
て切断した際のトーションビーム２４の断面図を示す。
図２に示す如く、トーションビーム２４は、開放部が車
両の前方を向くＵ字型の断面形状を有しており、Ｕ字型
断面の両端においてエッジ部２４ａと２４ｂとが距離ｄ
（以下、エッジ間距離ｄと称す）だけ離間するように形
成されている。トーションビーム２４は、エッジ部２４
ａ，２４ｂがトレーリングアーム１２，１４を上下方向
から挟持する状態で、トレーリングアーム１２，１４に
固定されている。

【００１３】トーションビーム２４には、トーションビ
ーム２４がＵ字型の開放断面形状を有することで、所定
の捩り剛性が付与されている。トーションビーム２４
は、軸方向の位置によってエッジ間距離ｄが異なるよう
に、具体的には、トーションビーム２４の中央部におけ
るエッジ間距離ｄが、トレーリングアーム１２，１４と
の連結部におけるエッジ間距離ｄに比して小さくなるよ
うに形成されている。かかる構成によれば、トーション
ビーム２４に付与される捩り剛性は、軸方向の位置に応
じて変化する。すなわち、トーションビーム２４の中央
部における捩り剛性は、トーションビーム２４の、トレ
ーリングアーム１２，１４との連結部における捩り剛性
に比して低下することになる。

【００１４】ところで、トレーリングアーム１２，１４
が支持する車輪が互いに逆相側にストロークした場合、
トレーリングアーム１２と１４とが互いに逆向きに揺動
する。この場合、トーションビーム２４の、トレーリン
グアーム１２との連結部と、トレーリングアーム１４と
の連結部とは、互いに長手方向軸回りに逆向きに回転す
ることで、トーションビーム２４には、捩り変形が生じ
る。上述の如く、トーションビーム２４には、所定の捩
り剛性が付与されている。このため、上記の構成によれ
ば、トーションビーム２４に捩り変形が生じても、車体
の振動を吸収することが可能になる。

【００１５】トレーリングアーム１２，１４の揺動によ
りトーションビーム２４に捩り変形が生ずる場合、その
エッジ部２４ａ，２４ｂが剪断中心を中心にして回転方
向に変位する。この場合、トーションビーム２４の中央
部におけるエッジ部２４ａ，２４ｂには大きな応力が作
用せず、トーションビーム２４の、トレーリングアーム
１２，１４との連結部近傍におけるエッジ部２４ａ，２
４ｂには大きな応力が作用し得る。このように大きな応
力が作用すると、亀裂が生じ易くなり、トーションビー
ム２４の疲労強度が低下し、その結果、トーションビー
ム２４の耐久性を悪化させることになる。従って、トー
ションビーム２４に優れた耐久性を付与するためには、
トレーリングアーム１２，１４との連結部近傍において
トーションビーム２４に作用する応力を抑制すること、
すなわち、トーションビーム２４の軸方向の全域に渡っ
て応力を略均一に作用させることが適切である。

【００１６】トーションビーム２４の軸方向の全域に渡
って応力を略均一に作用させる手法として、トーション
ビーム２４の中央部における捩り剛性を低下させること
が考えられる。トーションビーム２４の中央部における
捩り剛性が低下すると、トーションビーム２４に捩り変
形が生じた場合に、上記の部位において応力が作用し易
くなり、その他の部位、すなわち、トーションビーム２
４のトレーリングアーム１２，１４への連結部近傍に作
用する応力が抑制されることになる。このため、かかる
構成によれば、トーションビーム２４の耐久性の向上を
図ることが可能になる。

【００１７】ところで、トーションビーム２４の中央部
における捩り剛性を低下させるためには、かかる部位の
断面形状のエッジ間距離ｄを他の部位に比して小さく抑
制することが有効である。本実施例のサスペンション装
置１０は、上記の機能を実現すべく、トーションビーム
２４の軸方向の位置に応じてその断面形状のエッジ間距
離ｄを変化させることで、具体的には、疲労強度の低い
部位のエッジ間距離ｄを疲労強度の高い部位のエッジ間
距離ｄに比して小さく抑えることで、トーションビーム
２４の中央部における捩り剛性を低下させ、トーション
ビーム２４の耐久性の向上を図る点に特徴を有してい
る。以下、図３を参照して、本実施例の特徴部について
説明する。

【００１８】図３は、トーションビームの疲労試験の歪
みの測定結果を、トーションビーム２４の断面形状のエ
ッジ間距離ｄを軸方向の位置に応じて変化させた場合
（本実施例のトーションビーム２４の場合）、および、
エッジ間距離ｄを軸方向に渡って一定に設定した場合に
ついて、それぞれ、実線および破線で示した図である。
尚、この疲労試験は、トレーリングアーム１２，１４を
逆相に所定量だけ揺動させた場合のトーションビーム２
４の軸方向の各部位の歪みを測定することにより行われ
た。

【００１９】図３（Ｃ）に破線で示す如く、トーション
ビーム２４の断面形状のエッジ間距離ｄを軸方向に渡っ
て一定とした場合は、トーションビーム２４の、トレー
リングアーム１２との連結部（具体的には、補強部材２
６との境界部近傍）には、その中央部に比して大きな歪
みが生じている。この場合、トーションビーム２４の疲
労強度は低いものとなる。

【００２０】図３（Ｃ）に実線および破線で示す如く、
トーションビーム２４の中央部におけるエッジ間距離ｄ
を、トレーリングアーム１２との連結部におけるエッジ
間距離ｄに比して小さくした場合は、エッジ間距離ｄを
軸方向に渡って均一とした場合に比して、トーションビ
ーム２４の中央部近傍に大きな歪みが生じることにな
る。

【００２１】しかし、トーションビーム２４の中央部に
通常時に比して大きな歪みが生じることにより、トーシ
ョンビーム２４の、トレーリングアーム１２との連結部
に生じる歪みが抑制されている。従って、本実施例によ
れば、トーションビーム２４の疲労強度の向上が図ら
れ、その結果、トーションビーム２４に優れた耐久性が
付与されている。

【００２２】また、本実施例において、トーションビー
ム２４は、プレス加工により形成される。プレス加工に
よれば、トーションビーム２４の断面形状のエッジ間距
離ｄを容易に変更することが可能になる。従って、本実
施例によれば、トーションビーム２４の耐久性の向上を
図るために新たな加工工程を設ける必要がなく、その結
果、トーションビーム２４の耐久性の向上を容易に実現
することができる。

【００２３】更に、本実施例の構造において、トーショ
ンビーム２４の断面形状のエッジ間距離ｄを軸方向に渡
って均一とした場合と同程度の疲労強度を実現すれば足
りる場合には、トーションビーム２４を構成する鋼材の
厚さを薄く抑えることが可能になる。この場合、トーシ
ョンビーム２４の軽量化を図ることができると共に、ト
ーションビーム２４を低コストで製造することが可能に
なる。

【００２４】尚、上記の実施例においては、トーション
ビーム２４の断面形状のエッジ間距離ｄが請求項に記載
した「開口幅」に相当している。ところで、上記の実施
例においては、トーションビーム２４は、その断面の開
放部が車両の前方を向くように配置されているが、その
開放部が車両の後方等のいずれの方向に向いていてもよ
い。また、トーションビーム２４は、その断面形状がＵ
字型の開放断面形状を有するように構成されているが、
その断面形状がＵ字型以外の開放断面形状を有するよう
に構成されていてもよい。

【００２５】次に、図４を参照して、本発明の第２実施
例について説明する。本実施例のトーションビーム式サ
スペンション装置（以下、単に、サスペンション装置と
称す）５０は、上記第１実施例のサスペンション装置１
０において、トーションビーム２４の両端部における断
面形状のエッジ間距離ｄを、その中央部における場合と
同様に、トレーリングアーム１２，１４との連結部にお
ける断面形状のエッジ間距離ｄに比して小さくした構成
を有している。

【００２６】本実施例のサスペンション装置５０におい
て、トレーリングアーム１２と１４との間には、それら
を互いに連結するトーションビーム５２が配設されてい
る。トーションビーム５２は、Ｕ字型の断面形状を有し
ており、トーションビーム５２の中央部におけるエッジ
間距離ｄ、および、その両端部におけるエッジ間距離ｄ
が、トレーリングアーム１２，１４との連結部における
エッジ間距離ｄに比して小さくなるように形成されてい
る。

【００２７】かかる構成によれば、トーションビーム２
４の両端部における捩り剛性を、その中央部における捩
り剛性と同様に、トレーリングアーム１２，１４との連
結部における捩り剛性に比して低下させることができ
る。このため、本実施例によれば、トーションビーム２
４に捩り変形が生じた場合に、トーションビーム２４の
トレーリングアーム１２，１４への連結部に作用する応
力を、上記第１実施例の場合に比して更に抑制すること
ができる。従って、本実施例によれば、トーションビー
ム２４の耐久性を更に向上させることができる。

【００２８】図４は、トーションビームの疲労試験の歪
みの測定結果を、トーションビーム５２の断面形状のエ
ッジ間距離ｄを軸方向の位置に応じて変化させた場合
（本実施例のトーションビーム５２の場合）、および、
エッジ間距離ｄを軸方向に渡って均一とした場合につい
て、それぞれ、実線および破線で示した図である。図４
（Ｃ）に実線および破線で示す如く、図３（Ｃ）の場合
と同様に、トーションビーム５２の中央部におけるエッ
ジ間距離ｄを、トレーリングアーム１２との連結部にお
けるエッジ間距離ｄに比して小さくした場合は、エッジ
間距離ｄを軸方向に渡って均一とした場合に比して、ト
ーションビーム５２の中央部近傍および端部近傍に大き
な歪みが生じると共に、トーションビーム５２の、トレ
ーリングアーム１２との連結部に生じる歪みが抑制され
ている。従って、本実施例によれば、トーションビーム
２４の疲労強度の向上が図られ、その結果、トーション
ビーム２４に優れた耐久性が付与されている。このた
め、本実施例によれば、上記第１実施例の場合と同様の
効果が実現されている。

【００２９】

【発明の効果】上述の如く、請求項１および２記載の発
明によれば、簡素な構成でトーションビームの耐久性の
向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例であるトーションビーム式
サスペンション装置の平面図である。

【図２】図１に示す直線III −III に沿って切断した際
のトーションビームの断面図である。

【図３】図３（Ａ）は、トーションビーム式サスペンシ
ョン装置の要部の平面図である。図３（Ｂ）は、トーシ
ョンビームの断面形状の開口幅を、軸方向の位置に応じ
て変化させた場合、および、軸方向に渡って均一に設定
した場合について示す図である。図３（Ｃ）は、トーシ
ョンビームの疲労試験のひずみ結果を示す図である。

【図４】図４（Ａ）は、トーションビーム式サスペンシ
ョン装置の要部の平面図である。図４（Ｂ）は、トーシ
ョンビームの断面形状の開口幅を、本発明の第２実施例
の如く軸方向の位置に応じて変化させた場合、および、
軸方向に渡って均一に設定した場合について示す図であ
る。図４（Ｃ）は、トーションビームの疲労試験の結果
を示す図である。

【符号の説明】

１０，５０ トーションビーム式サスペンション装置 ２４，５２ トーションビーム

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 開放断面形状を有するトーションビーム
   を備えるトーションビーム式サスペンション装置におい
   て、 前記トーションビームの疲労強度が高い部位における前
   記開放断面形状の開口幅を、前記トーションビームの疲
   労強度が低い部位における前記開放断面形状の開口幅に
   比して小さくしたことを特徴とするトーションビーム式
   サスペンション装置。
2. 【請求項２】 左右の車輪を支持する一対のトレーリン
   グアームと、前記一対のトレーリングアームを互いに連
   結し、開放断面形状を有するトーションビームと、を備
   えるトーションビーム式サスペンション装置において、 前記トーションビームの中央部における前記開放断面形
   状の開口幅を、前記トーションビームの、前記トレーリ
   ングアームとの連結部における開口幅に比して小さくし
   たことを特徴とするトーションビーム式サスペンション
   装置。